Agronomía Tropical 20(5):335-345. 1970

FORMULA PARA El CALCULO DE LA EVAPOTRANSPIRACION POTENCIAL ADAPTADA AL TROPICO (15° N - 15° S)(*)

J. Garcia Benavides(**) Y J. López Díaz(***)

(*)Trabajo presentado en la VIII Reunión latinoamericana de Fitotecnia,
Bogotá, Colombia, Nov. 1970.

(**)Centro de Investigaciones Agronómicas,
Maracay, Venezuela.

(***)Central El Palmar,
San Mateo, Venezuela.


INTRODUCCIÓN

En condiciones tropicales el cálculo del balance hídrico hecho a partir de fórmulas de evapotranspiración presenta diferencias apreciables con él obtenido a partir de mediciones de humedad en el suelo. Entre otras cosas, estas diferencias se deben a que tales métodos no son representativos para aquellas condiciones, al haberse desarrollado en latitudes templadas. Por este motivo se considera conveniente disponer de una ecuación más adaptable al trópico, en especial para la faja latitudinal 15°N-15°S.

En la obtención de la misma se debe adoptar el criterio de utilizar los factores climatológicos de más fácil consecución.

Para este orden de ideas hay que analizar la disponibilidad de registros climatológicos de la región en consideración. Tal estudio conduce a los siguientes razonamientos:

a) Existe una baja densidad total de estaciones climatológicas.
b) Hay baja densidad de registradores de radiación solar.
C) Los registros más abundantes son temperatura, humedad y evaporación.

Con referencia al aparte (b) se observa que los pocos registradores de radiación solar son aparatos mecánicos de relativa precisión que pueden incurrir en errores aún del 10%.

MATERIALES Y METODOS

Se realizó la selección de los factores meteorológicos primarios y dependientes, la corrección de éstos y su regresión múltiple contra la evapotranspiración medida (ETP), en varias estaciones eminentemente tropicales (cuadro 1).

En base a esta información se presenta una fórmula de ETP así como su precisión al compararla con. otros métodos a partir del análisis de la varianza. De las ecuaciones conocidas se seleccionó un grupo, integrado por las de mayor exactitud y las ampliamente usadas (cuadro 2).

Considerando que los principales factores meteorológicos y sus combinaciones son: temperatura, humedad relativa, radiación solar, déficit de saturación y evaporación, se procedió a buscar la correlación total de éstos con la ETP medida, encontrándose los siguientes valores:

 

r

G.L.


ETP - T

0,670

172

ETP - HR

0,226

172

ETP - R

0,275

60

ETP - DEF.

0,669

172

ETP - EV (tanque A)

0,881

172

Todos los coeficientes son significativos al nivel del 1%, excepto para la comparación de ETP y R que lo es al 5%.

La baja correlación entre la ETP y la radiación solar se podría explicar al tener en cuenta la gran uniformidad de ésta a lo largo del año y a todos los niveles altitudinales, cosa que no ocurre con otros factores.

La HR presenta una disparidad lógica debido a la desigual concordancia de ella con los valores térmicos para las distintas estaciones.

La alta correlación de la EV es de esperarse puesto que ambas son productos de la integración de los mismos factores climáticos.

Por lo anterior, se debe encontrar relaciones entre la ETP y los factores: temperatura, déficit de saturación y evaporación al sol. Creemos conveniente usar la comparación ETP contra el binomio T y Def.s y la ETP contra la EV, debido a que muchos de los tanques A, están ubicados en estaciones pluvio-evaporimétricas, con la consiguiente ausencia de la observación de la temperatura. Así mismo en muchas estaciones meteorológicas no existe dicho tanque.

Sería poco apropiado la obtención de una fórmula directamente a partir del déficit de saturación ya que no es práctico por no presentarse en boletines climatológicos y requerir el manejo de tablas para su obtención. Sin embargo es posible calcularlo mediante la temperatura y la humedad relativa, por tal motivo en la formulación se use el artificio de sustituirlo con dichos valores. Dado que:

CUADRO 1. Datos descriptivos de las estaciones estudiadas.

ESTACION

LATITUD

LONGITUD

ALTITUD

CULTIVO

ORGANISMO QUE LA CONTROLA

PERIODO DE REGISTRO ETP


CAVACO

12° 35'S

13° 28' E

30

Cynodon dactylon

I.I.A.A.

1968

MARACAY

10° 16' N

67° 38' W

450

Digitaria decumbens

C.I.A.

1968

CAGUA

10° 11'N

67° 37' W

455

Cynodon dactylon

S.S.P.A.

1964 - 67

SALAZAR

9° 20'S

14° 54' E

800

"

I.I.A.A.

1966 - 68

CELA

11° 15'S

15° 00' E

1300

"

I.I.A.A.

1966 - 68

CHIANGA

12° 14'S

15° 50' E

1700

"

I.I.A.A.

1966 - 68


I.I.A.A. = Instituto de Investigaciones Agronómicas de Angola.
C.I.A. = Centro de Investigaciones Agronómicas, Maracay, Venezuela. 
S.S.P.A. = Servicio Shell para el Agricultor, Cagua, Venezuela.

 

CUADRO 2. Fórmulas de ETP comparadas en este estudio.

Blaney - Morin

i

.

Lowry- Johnson

k

U = 0,244 + 0,085 C°

.

Pemman

e

.

Blaney-Criddle

h

ETP = K.F, k = 0,75

.

Thornthwaite

j

.

Turc

d

.

Grassi-Christiansen 2ª.

c

ETP = K.Rs.Ct.Ccrc.F

.

Grassi-Christiansen 3ª.

f

ETP = K.EV.C,.Ccrc.F

.

Papadakys

g

ETP = 0,562 (ema-emi 2)

.

Javier García B.

a

.

Javier López D.Tanque A

b

ETP = K.EV, K = 0,812


 

1)

2)

3)

En lo que respecta al factor humedad relativa se considera más conveniente la utilización del valor medio de las horas diurnas ya que presenta varias ventajas en comparación con la humedad media diaria, así:

a) la evapotranspiración es un proceso fundamentalmente diurno; 

b) el valor calculable por la expresión HR 800 + HR 1400 corresponde muy aproximadamente a la humedad relativa media de las horas diurnas. Estos valores son los únicos que presenta la mayoría de los boletines meteorológicos.

En efecto las correlaciones obtenidas son más altas entre la ETP y el déficit de saturación cuando éste es computado a partir de la HR media diurna.

Correlación entre ETP y Def.s (HR media diurna) r = 0,669
          "            "     ETP y Def.s (HR media diaria ) r = 0,564

RESULTADOS Y CONCLUSIONES

Los coeficientes encontrados entre la ETP medida y el binomio T y Def.s son los siguientes:

Coeficiente
Correlación
Coeficiente
Regresión
Error Coeficiente
Regresión
.
EVP - T 0,700** 0,266 0,031
EVP-Def.s 0,701** 0,208 0,024

  

Coeficiente de Correlación Múltiple

Error Standard

.

R = 0,859

.

F = 93,5**  0,601

** = altamente significativo.

Cuadro Nº 3. calculo de la ETP MM/DIA para distintas combinaciones de T°C y humedad relativa.

El combinar los resultados de la regresión con la ecuación (3), permite esbozar la siguiente fórmula:

4)

donde T° = temperatura media en °C.

HR = humedad relativa media de las horas diurnas aproximadamente HR 800 + HR 1400

igual a 

ETP = evapotranspiración potencial en mm/día.

En el cuadro Nº 3 obtenemos la fórmula resuelta para temperaturas entre 15°C y 30°C y HR desde 30% a 90%. En el cuadro N° 4 se indican las varianzas obtenidas al comparar los valores observados y calculados por distintos métodos.

Así mismo se incluyen los valores de la prueba de F, encontrados confrontando el método que presenta menor varianza (denominador) contra todos los demás en orden decreciente de aproximación.

A la derecha del valor encontrado para F, se indica el nivel de significación para dicha prueba. A cualquier nivel que se trabaje puede verse consistentemente ventajas en precisión de la fórmula propuesta contra los demás métodos. Esta es seguida por la expresión ETP = K. EV.

Cálculos realizados del balance de agua en el suelo obtenidos al computar la ETP por la expresión (4), presentan diferencias mínimas y no significativas con respecto a los obtenidos por mediciones directas en el suelo.

Algunas fórmulas pueden dar ocasionalmente mejores resultados al encontrar un adecuado factor de ajuste. Sin embargo, la aquí presentada tiene como principal ventaja requerir sólo dos parámetros de relativamente fácil consecución, mientras que las ecuaciones en uso, o requieren de muchos datos climáticos o no son precisas.

Como otra alternativa es posible calcular la ETP mediante la expresión ETP = K X EV, pero esta presenta el problema de que K varía para cada tanque dependiendo de su ubicación.

CUADRO 4. Varianzas obtenidas para los distintos métodos en las estaciones estudiadas, incluyendo los valores de la prueba F y sus niveles de significación (en porcentaje).


.

a

b

c

d

e

f

g

h

i

j

k

Varianzas

.

CAVACO

0,367

0,237

-

-

-

0,873

2,832

1,532

3,248

1,859

2,851

CAGUA

0,700

0,792

1,810

2,340

0,943

1,086

0,997

2,586

1,861

2,768

4,616

SALAZAR

0,272

0,239

0,891

0,347

0,482

0,451

0,208

0,452

1,340

0,350

0,408

CELA

0,172

0,510

0,392

0,209

0,387

2,037

1,489

0,268

0,815

1,491

0,656

CHIANGA

0,315

1,480

0,251

0,531

1,062

4,484

0,423

0,626

1,513

2,892

1,302


.

Valores de la prueba de F y niveles de significación.

CAVACO
a/b
1,55 (25%)

f/b
3,68 (10%)

h/b
6,46 (1%)

j/b
7,84 (1%)

g/b
11,94 (1%)

k/b
12,03 (1%)

i/b
13,7 (1%)

. . .


CAGUA
b/a
1,13 (25%)

e/a
1,35 (25%)

g/a
1,42 (25%)
f/a
1,55 (10%)
c/a
2,59 (1%)

i/a
2,66 (1%)

h/a
3,69 (1%)
d/a
3,34 (1%)
j/a
3,95 (1%)
k/a
6,59 (1%)


SALAZAR
b/g
1,15 (25%)
a/g
1,31 (25%)
d/g
1,67 (25%)
j/g
1,68 (25%)
k/g
1,96 (25%)
f/g
2,17 (25%)
h/g
2,17 (25%)
e/g
2,32 (10%)
c/g
4,28 (5%)
i/g
6,44 (1%)


CELA
d/a
1,22 (25%)
h/a
1,56 (25%)
e/a
2,25 (10%)
c/a
2,28 (10%)
b/a
2,97 (5%)
k/a
2,81 (5%)
i/a
4,73%
g/a
8,66 (1%)
j/a
8,67 (1%)
f/a
11,84 (1%)


CHIANGA

a/c
1,25 (25%)

g/c
1,69 (25%)

d/c
2,12 (25%)

h/c
2,49 (10%)

e/c
4,23 (5%)

k/c
5,19 (1%)

b/c
5,90 (1%)

i/c
6,03 (1%)

j/c
11,25 (1%)

f/c
17,86 (1%)


RESUMEN

Los autores proponen el uso de la expresión: para el cálculo de la evapotranspiración potencial en el trópico (15° N-15° S), comparando la precisión de dicha fórmula con otros métodos tradicionales de amplio uso, mediante el análisis de la varianza entre los valores de ETP observados y calculados.

SUMMARY

Due to lack of a good fit of ETP formula for the tropics, it is suggested the following: This formula and several world wide used equations were compared with measured ETP in six tropical stations. Our formula was found to be significantly better.

BIBLIOGRAFIA

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Archivos. Servicio Shell para el Agricultor. Sección de Ingeniería Agrícola. Cagua.

Archivos. Sección de Meteorología Agrícola. Centro de Investigaciones Agronómicas, Maracay, Venezuela.